导电聚合物水凝胶及其制备方法、产电器件与流程

技术特征：
1.一种导电聚合物水凝胶的制备方法，其特征在于，包括：将水凝胶前驱体与短链纤维素混合，加热搅拌后得到混合液；所述混合液进行冷冻-回温循环处理，得到水凝胶；及将所述水凝胶置于盐溶液中浸泡处理，得到所述导电聚合物水凝胶。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，水凝胶前驱体选自聚乙烯醇及其衍生物中的一种或多种，所述衍生物选自壳聚糖-聚乙烯醇、聚丙烯酸-聚乙烯醇、明胶-聚乙烯醇和环糊精-聚乙烯醇中的一种或多种；所述短链纤维素选自羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或多种，所述短链纤维素与所述水凝胶前驱体的质量比为1:5～1:10，所述加热搅拌的温度为60℃～90℃。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括所述循环处理前，所述混合液于室温下静置12h～24h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述循环处理的次数为至少2次，每次所述循环处理包括：将所述混合液置于-15℃～-40℃下冷冻10h～24h后再置于室温下回温10h～24h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述盐溶液选自氯化钠溶液、氯化钾溶液、氢氧化钾溶液、氯化镁溶液、氯化铜溶液、硝酸锌溶液和三氧化二铁溶液中的一种或多种，所述盐溶液的浓度为0.01mol/l～5mol/l，所述浸泡处理的时间为10h～24h。6.一种导电聚合物水凝胶，采用权利要求1～5中任一项所述的方法制备得到。7.一种产电器件，其特征在于，包括：柔性基底，具有第一部和第二部；第一电极和第二电极，设置于所述柔性基底的同一侧面，且分别位于所述第一部和第二部；及第一水凝胶和第二水凝胶，分别覆盖于所述第一电极和所述第二电极表面，且与所述基底固定连接；所述第一水凝胶和第二水凝胶均为权利要求6所述的导电聚合物水凝胶，且所述第一水凝胶和所述第二水凝胶具有不同的导电离子浓度；其中，所述产电器件被配置为通过弯折所述柔性基底，使所述第一部和第二部相对，以使所述第一水凝胶和第二水凝胶相接触产生电能。8.根据权利要求7所述的产品器件，其特征在于，所述第一水凝胶和所述第二水凝胶的形状各自独立地选自圆柱体、长方体或正方体；所述第一水凝胶和所述第二水凝胶的形状均为圆柱体时，所述圆柱体的直径为0.1mm～15mm，高度不超过5mm；所述第一水凝胶和所述第二水凝胶的导电离子浓度差至少为0.01mol/l。9.根据权利要求7所述的产品器件，其特征在于，所述柔性基底选自聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚氯乙烯膜、聚酰亚胺膜、聚酯膜、聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜和涤纶树脂膜中的一种或多种。10.根据权利要求7所述的产品器件，其特征在于，所述第一电极的宽度为2mm～10mm，长度为2mm～20mm；所述第二电极的宽度为2mm～10mm，长度为2mm～20mm；所述第一电极和所述第二电极的材料各自独立地选自无机导电材料和金属导电材料中的一种或多种，所述第一电极和所述第二电极的间距为5mm～50mm。

技术总结
本发明提供一种导电聚合物水凝胶及其制备方法、以及应用该导电聚合物水凝胶的产电器件，该导电聚合物水凝胶的制备方法包括：将水凝胶前驱体与短链纤维素混合，加热搅拌后得到混合液；混合液进行冷冻-回温循环处理，得到水凝胶；及将水凝胶置于盐溶液中浸泡处理，得到导电聚合物水凝胶。本发明的方法可制备出具有较高力学强度和良好电学性能的导电聚合物水凝胶，且采用该导电聚合物水凝胶制备出的产电器件，具有可调节产电量、自发产生电能、绿色安全等优势，同时该产电器件体积小、质量轻、便于携带，可作为新型高性能产能器件，具有良好的应用前景。应用前景。应用前景。


技术研发人员：魏迪 周亚宁 张丽娟 柳絮 钟梦娟 王杨俭 杨露 李科
受保护的技术使用者：北京石墨烯研究院
技术研发日：2020.08.06
技术公布日：2022/2/18